[发明专利]一种丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶的制备方法，其特征在于该方法包括下述步骤：

1)无机纳米皂石粒子的分散：20～25℃下，将无机纳米皂石粒子加入去离子水中，配制成质量百分比浓度为1-4％的水溶液，搅拌10～30min，直至完全分散形成透明溶液；

2)反应预聚液的配制：氮气保护下，将丝胶和烷基丙烯酰胺类单体依次加入上述透明溶液中，丝胶和烷基丙烯酰胺类单体在水溶液中的质量百分比浓度分别为1～3％和9～7％，20～25℃下搅拌20～40min，形成略呈淡黄色的反应预聚液；

3)凝胶的制备：将上述反应预聚液用冰块降温至0～5℃，在氮气保护和磁力搅拌下加入质量百分比浓度为0.05～0.5％的引发剂水溶液，搅拌5～25min后，注射质量百分比浓度为0.1～2％的催化剂水溶液60～120μL，将溶液缓慢倒入厚度为2mm的玻璃器皿中，密封后进行原位自由基聚合反应，控制反应温度在20～25℃，20～50h后停止反应；

4)凝胶的纯化：将反应后的产物切成大约直径10mm的薄片，浸泡于去离子水中1-2周，每间隔5-8小时更换去离子水，以除去未反应的单体、交联剂和各种杂质，得到所述的丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的无机纳米皂石粒子为硅酸镁锂、锂皂石、镁皂石或锂镁皂石中的任意一种，均含有硅氧基团和镁、锂等金属离子，外观为白色固体粉末，在水中经搅拌后可均匀分散，呈澄清透明溶液。

3.根据权利要求1所述的一种丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的丝胶外观为淡黄色粉末，具有水溶性，易溶于热水、酸、碱溶液中，总体分子构象主要为无规卷曲，分子空间结构松散、无序，其分子链上有许多侧链较长的氨基酸，如精氨酸、赖氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、酪氨酸等，以及许多极性亲水基团(如-OH、-COOH、-NH₂、＞NH等)处于多肽链表面。

4.根据权利要求1所述的一种丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的烷基丙烯酰胺类单体具有温度敏感性，为N-异丙基丙烯酰胺或异丙基甲基丙烯酰胺的一种，由于其单体结构中既含有亲水的酰胺基团，又含有疏水的异丙基或甲基基团，因而具有体积相转变温度(VPTT)，当低于此温度时，亲水作用力起主要作用，分子链完全伸展，而当高于此温度时，氢键被破坏，疏水作用力增加，分子链收缩。

5.根据权利要求1所述的一种丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，所述的催化剂为N，N，N’N’-四甲基乙二胺或亚硫酸钠。

6.根据权利要求1所述的一种丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述的凝胶纯化是将反应产物浸泡于去离子水中1-2周，每间隔5-8小时更换去离子水。

7.根据权利要求1所述的方法制备的丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶，其特征在于：该纳米复合水凝胶包括丝胶蛋白多肽链部分、无机纳米皂石粒子部分，以及烷基丙烯酰胺单体聚合后形成的聚合物。

8.根据权利要求7所述的丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶，其特征在于：该无机纳米皂石粒子部分在去离子水中可被剥离成厚度为1-2nm、直径为15-50nm圆盘状片层结构，并作为物理交联剂，起到交联和增韧作用。

9.根据权利要求7所述的丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶，其特征在于：溶胀后的外观为透明状，当外界温度升至31～34℃后，凝胶立刻由透明变为乳白色。

10.根据权利要求7所述的丝胶基半互穿温敏纳米复合水凝胶，其特征在于：37℃下在其凝胶表面种植鼠成纤细胞(L929)，随时间和丝胶含量增加细胞数量越多。